第六单元跨学科实践活动5基于碳中和理念设计低碳行动方案教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案

人教版《化学》九年级上册 第六单元《碳和碳的氧化物》教学设计

一、课标分析

本活动依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》“跨学科实践”主题要求设计，是落实绿色发展理念、发展核心素养的重要载体。课标强调从真实情境出发，引导学生认识物质的转化与循环，理解物质变化与生态环境的关系，形成“绿色低碳”观念。本活动立足碳中和议题，以二氧化碳为核心物质，通过测定二氧化碳含量、梳理碳循环、设计低碳行动方案等实践活动，整合化学与生物、地理等学科知识，培养科学探究能力、证据意识与综合实践能力，引导学生认识学科价值，增强保护环境、共建生态文明的社会责任感。

二、四维核心素养

化学观念：从转化与守恒角度认识碳循环中二氧化碳的排放与吸收。科学思维：综合多学科证据分析碳排放与减排逻辑，建立推理思维。科学探究：学会测定二氧化碳含量的方法，经历方案设计与优化。科学态度与责任：认同碳中和价值，践行低碳行动，增强社会责任感。

三、教学重难点

教学重点：理解碳达峰、碳中和与低碳行动内涵，认识二氧化碳对生活和环境的影响，梳理碳循环，掌握测定方法，学会设计低碳方案。教学难点：从多学科角度理解碳循环的相对平衡及其被打破的原因；把所学转化为可行、可评价的低碳方案并理性改进。

四、设计思路

本活动以“我们能为实现碳中和做些什么”为核心问题，遵循“情境—问题—任务—实践—评价”的跨学科实践路径。先从生活现象与国家政策引入碳达峰、碳中和概念，聚焦核心物质二氧化碳；再测定不同环境中二氧化碳含量获得实证，梳理自然界碳循环，理解排放与吸收的平衡；在此基础上组织学生分组设计低碳行动方案，通过展示、交流与评价促进方案完善优化。四个任务层层递进，由认识走向行动、由理解走向

运用，实现知识向实践的迁移，培养科学探究能力、跨学科综合能力与绿色发展责任意识。

五、任务式具体教学过程设计

（一）活动引入：从生活现象走向全球议题

【教师活动】教师引导学生交流生活中观察到的气候现象，如冬天不如以前寒冷、夏天炎热加剧、部分地区暴雨增多等，请学生在小组内分享。随后教师把学生分享的零散现象汇聚起来，点出这些现象背后指向一个共同的全球性环境问题——全球变暖，并说明其重要原因之一就是大气中二氧化碳含量的持续上升。教师引入国家双碳目标：我国明确提出力争在2030年前实现二氧化碳排放达峰、2060年前实现碳中和，由此抛出本活动的核心问题——什么是碳达峰、碳中和？二氧化碳在生活和环境中扮演什么角色？我们可以采取哪些行动减少二氧化碳排放？带着这些问题进入今天的跨学科实践活动。

【学生活动】学生结合生活经验在小组内交流气候变化的见闻，推选代表分享观察结果；认真倾听教师对全球变暖成因的讲解，初步感知二氧化碳过量排放与气候变化之间的联系，明确本活动的任务方向，对“低碳行动”产生好奇与参与意愿。

【设计意图】以贴近学生生活的情境切入，唤起直观体验，使抽象的“碳中和”概念获得现实落点；以国家双碳目标强化时代感与使命感，激发探究动机，为后续任务的自然展开埋下伏笔。

（二）任务一：了解相关概念，聚焦核心物质

【教师活动】教师组织学生阅读科普材料，结合示意讲解三个关键概念：碳达峰，指二氧化碳排放量在某一个时点达到峰值、此后不再增长并逐渐降低；碳中和，指通过植树造林、节能减排等方式，使排出的二氧化碳与吸收的二氧化碳相互抵消，实现相对“零排放”；低碳行动，指采取较低温室气体排放的行为方式。教师进一步引导学生认识二氧化碳对生活和环境的影响：讲解二氧化碳本身并无毒性，但不能供给呼吸，含量过高会影响人体健康；结合“温室效应”讲解大气中的二氧化碳如同温室玻璃，既能让阳光透过又吸收地面热量，使地球升温，并举例说明温室效应带来的危害。教师组织学生讨论二氧化碳对生活和环境影响的“利”与“弊”，并介绍身边常见的低碳做法，如低碳出行、随手关灯、节约粮食、少用一次性制品、双面用纸等。

【学生活动】学生自主阅读科普材料，用自己的语言复述碳达峰、碳中和、低碳行动的含义；结合已有化学知识理解二氧化碳的性质，区分“无毒性”与“不能供给呼吸”两个概念；围绕温室效应的利弊开展小组讨论，代表发言；回顾并分享自己日常生活中的低碳行为，思考还能在哪些方面做得更好。

【设计意图】帮助学生在活动伊始建立清晰的概念框架，抓住二氧化碳这一核心物质；通过利弊辨析引导学生辩证看待物质，培养理性认识；联系生活列举低碳做法，使概念落地，为后续定量测定与方案设计奠定认知基础。

（三）任务二：测定不同环境中二氧化碳的含量

【教师活动】教师提出问题：不同环境中二氧化碳的含量并不相同，我们该如何测定呢？引导学生回顾二氧化碳与澄清石灰水作用会使其变浑浊的性质，明确测定思路——向二氧化碳含量不同的空气样品中加入适量澄清石灰水，根据石灰水浑浊程度判断二氧化碳含量的高低。教师结合实物或演示介绍气体检测仪的工作原理与使用方法，组织学生讨论两种测定方法的适用场景与优缺点：石灰水法操作简便、直观，但只能粗略比较含量高低；气体检测仪更精确，可读出具体数值，但需要专用仪器。随后教师展示两个测定实例：其一，某校测定教室中二氧化碳含量，从教室不同位置多点采集空气样品，将盛有澄清石灰水的烧杯置于教室观察浑浊程度，测得浓度超标，据此提出教室应加强通风换气的处理措施；其二，研究人员在晴天对装有绿色植物的密闭玻璃温室连续测定一天中二氧化碳含量，引导学生分析植物光合作用与呼吸作用对二氧化碳含量的影响。

【学生活动】学生思考并回答如何比较不同环境中二氧化碳含量，回顾澄清石灰水与二氧化碳的作用；观察演示、理解气体检测仪的使用；小组讨论两种测定方法的特点并代表发言；分析教室测定的案例，评价其检测方法与处理措施的合理性；观察温室测定曲线，尝试解释白天与夜间二氧化碳含量变化与植物生理活动的关系。

【设计意图】通过实验方法的学习与真实案例分析，把概念认识推进到实证层面，让学生经历“提出问题—设计方案—获取证据—得出结论”的探究过程；结合植物光合与呼吸作用渗透跨学科整合，为理解碳循环中二氧化碳的排放与吸收提供直观支持。